ASTM C1368-18 以環境溫度下恆定應力速率強度測試測定先進陶瓷慢裂紋擴展參數的標準測試方法

在美國材料與試驗協會（ASTM）制定的《透過環境溫度恆應力率強度試驗確定先進陶瓷慢裂紋擴展參數的ASTM C1368-18標準試驗方法》中，恆應力率矩形梁彎曲試驗描述了使用圓盤彎曲試驗或直接拉伸強度確定先進陶瓷的慢裂紋擴展參數的環-環雙軸試驗方法。這裡，強度被確定為在環境溫度下給定環境中施加的應力速率的函數。在給定環境中降低施加應力速率所表現出的強度劣化構成了此測試方法的基礎，該方法可以評估材料的緩慢裂紋擴展參數。

這種測試方法通常稱為動態疲勞測試。術語“疲勞”在此與術語“緩慢裂紋擴展”互換使用。該術語在標準「ASTM E1823-13 疲勞和斷裂測試的標準術語」中定義，為了避免與僅在循環載荷下發生的材料的疲勞現象可能發生的混淆，該測試方法被稱為恆應變率測試而不是動態測試。

在玻璃和陶瓷技術中，長期靜態測試稱為靜態疲勞測試，此類測試稱為應力破裂。

對於許多使用中的結構陶瓷部件來說，它們的使用通常僅限於由緩慢的裂紋擴展過程控制的壽命。此測試方法提供了實驗參數來評估陶瓷材料在特定環境中相對緩慢的裂紋擴展的敏感性。此外，此測試方法可以確定加工變數和成分對新開發或現有材料的緩慢裂紋擴展和強度行為的影響，從而使材料加工能夠適應和優化以進行進一步的修改。

簡而言之，這種測試方法可用於材料開發、品質控制、表徵和有限設計資料產生目的。恆定應力比測試的傳統分析是基於許多關鍵假設。

矩形梁試件或等軸圓盤彎曲試件的彎曲應力計算基於簡單梁理論，假設材料是各向同性且均勻的，拉伸和壓縮彈性模量相同，並且材料是線彈性的。平均晶粒尺寸不應大於梁厚度的五十分之一。

矩形梁測試樣本的測試樣本尺寸和夾具必須符合「ASTM C1161-18 先進陶瓷在環境溫度下的彎曲強度的標準測試方法」標準中定義的測試方法，該方法在實際配置和引入誤差之間提供了平衡。在本試驗方法中，矩形梁試體只允許四點試驗配置，不允許三點試驗配置。

強度與應力比之間的數學關係是基於緩慢裂紋擴展參數至少為 5 及更高的假設推導出來的。因此，如果材料對緩慢裂紋擴展表現出非常高的敏感性（即低於 5），則在解釋結果時應特別小心。

暴露於應力腐蝕氣體或液體環境中的陶瓷材料的緩慢裂紋擴展行為會隨著機械、材料和電化學變量的變化而變化。因此，測試結果必須準確反映所檢查的特定變數的影響。只有這樣，才能在有效的基礎上對一項研究與另一項研究的數據進行比較，或將其用作表徵材料和評估結構行為的有效基礎。

在為各行業企業進行的眾多測試、測量、分析和評估研究中，我們的組織憑藉訓練有素的專家人員和先進的技術設備，開發了“ASTM C1368-18 常溫常應力速率強度試驗”先進陶瓷慢裂紋擴展參數的測定」。也提供「標準測試方法」標準中定義的測試服務。